高三氧化还原反应知识与练习.docx
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高三氧化还原反应知识与练习
氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.定义:
在反应过程中有元素的化合价升降的化学反应应是氧化还原反应,否则是非氧化还原反应。
2.实质:
反应过程中有电子的得失或电对的偏移。
3.特征:
化合价有升降。
4.有关概念
(1氧化与还原:
失去电子(或共用电子对偏离的变化称为氧化;得到电子(或共用电子对偏向的变化称为还原。
(2氧化剂与还原剂:
在化学反应中,得到电子的物质称为氧化剂;失去电子的物质称为还原剂。
(3氧化性与还原性:
氧化剂具有氧化性;还原剂具有还原性。
(4氧化产物和还原产物:
氧化剂在反应中得到电子被还原的产物称为还原产物;还原剂在反应中失去电子被氧化
的产物称为氧化产物。
3
.氧化还原反应有关概念的联系和区别可用框图表示:
5.与四种基本反应的关系
(1四种基本反应
根据反应物和生成物的种类及多少可把化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
(2氧化还原反应与四种基本类型反应的关系图示为:
二、氧化剂和还原剂
1.概念
(1氧化剂:
所含元素化合价降低(或得到电子,在反应中表现氧化性,发生还原反应。
生成还原产物。
(2还原剂:
所含元素化合价升高(或失去电子,在反应中表现还原性,发生氧化反应,生成氧化产物。
2.常见的氧化剂和还原剂
(1常见的氧化剂和还原剂
①活泼的非金属单质:
如Cl2、O2、Br2、F2I2、S等。
②高价金属阳离子:
如Fe3+、Sn4+、Cu2+等。
③高价或较高价含氧化合物:
如KMnO4、MnO2、PbO2、KClO3HNO3等。
④过氧化物:
如H2O2、Na2O2等。
(2常见的还原剂
①金属单质,如:
K、Na、Mg等。
②某些非金属单质,如H2、C、S等。
③低价态金属阳离子,如Fe2+、Cu+等。
④元素处于低价态时的氧化物,如CO、NO、SO2等。
⑤非金属阴离子及低价态化合物,如S2-、I-、H2S等。
⑥非金属氢化物及其水溶液,如HBr、HI、H2S。
(3判断微粒(分子、原子、离子)是否有氧化性或还原性。
(1)元素处于最高价态---
只能得电子只有氧化性
(2)元素处于最低价态---只能失只有还原性
(3)元素处于中间价态既能得电子既有氧化性
又能失电子又有还原性
3.氧化—还原反应中电子得失情况的表示方法
双线桥——表示电子得失的结果
要点:
(1)双箭号(从反应物指向生成物);
(2)箭号起、止所指为同一种元素;
(3)标出得.与失.电子及总数(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)。
单线桥——表示电子转移情况
要点:
(1)单箭号(在反应物之间);
(2)箭号起点为被氧化(失电子)元素,终点为被还原(得电子)元素;
(3)只标转移电子总数,不标..
得与失(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)。
注意两类特殊的化学反应。
①歧化反应,同种元素同价态在反应中部分原子化合价升高,部分原子化合价降低。
例:
2+6KOH3+5KCl+3H2O
②归中反应。
不同价态的同种元素的原子在反应中趋于中间价态,解此类题最好将该元素的不同价态用数轴标出,变化的区域只靠拢,不重叠。
例:
KClO32+6KCl↑+3H2O
4.氧化还原反应方程式配平的原则
(1电子守恒,即反应中还原剂失去的电子总数与氧化剂得到的电子总数相等。
(2质量守恒,即反应前后各元素的原子个数相等。
(3电荷守恒,即反应前后离子所带的正、负电荷总数相等(对既是氧化还原反应,又是离子间的反应而言。
考点一氧化还原反应的基本概念
考点二氧化剂和还原剂强弱的判断
物质的氧化性、还原性的强弱可依据以下几个方面判断。
1.根据金属活动性顺序进行判断
2.根据非金属活动性顺序进行判断
得5×
失得5e-
3.根据反应方程式进行判断
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物
还原性:
还原剂>还原产物;
氧化性:
氧化剂>氧化产物。
4.根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断
如:
Cu+Cl2==CuCl2,2Cu+S==Cu2S,根据铜被氧化程度的不同(
,可判断单质的氧化性:
Cl2>S。
5.根据氧化还原反应进行的难易程度(反应条件的不同进行判断
如:
2KMnO4+16HCl(浓===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
MnO2+4HCl(
浓
MnCl2+Cl2↑+2H2O4HCl+O2
2H2O+2Cl2由上述反应条件的不同,可判断氧化性:
KMnO4>MnO2>O2
6.某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
温度:
如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
浓度:
如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
酸碱性:
如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
特别提醒
①物质的氧化性、还原性强弱与物质本身得失电子数目的多少无关。
②金属性和非金属性是指元素(原子的性质,还原性和氧化性是指由元素组成的物质的性质,二者有统一性,也有差异。
考点三氧化还原反应的基本规律
1.守恒律
对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数相等,失电子总数与得电子总数相等,反应前后电荷总数相等(离子反应。
应用:
有关氧化还原反应的计算及氧化还原反应方程式的配平。
2.价态律
元素处于最高价,只有氧化性(如Fe3+、KMnO4等;元素处于最低价,只有还原性(如S2-、I-等;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
应用:
判断元素或物质的氧化性、还原性。
3.强弱律
强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
应用:
在适宜条件下,用氧化性强的物质制备氧化性弱的物质;用还原性强的物质制备还原性弱的物质;用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
4.转化律
氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易;同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
例如:
应用:
判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。
5.难易律
越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物质,得后就越难失去电子。
一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应。
例如,FeBr2溶液中通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
应用:
判别物质的稳定性及反应顺序。
特别提醒
难失电子的物质不一定易得电子,如稀有气体,既难失电子,又难得电子。
考点四守恒在氧化还原反应计算中的应用
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等,即得失电子守恒。
比较常见的题型有:
计算氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比;计算参加反应的氧化剂或还原剂的量;确定反应前后某一元素的价态变化等。
其步骤为:
(1找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2找准1个原子或离子得失电子数(注意:
化学式中粒子的个数。
(3由题中物质的物质的量,根据电子守恒列等式:
n(氧化剂×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价=n(还原剂×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价特别提醒
教学学案对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程电子没有损耗可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的守恒关系,快速求解。
1.(2011全国II卷13某含铬Cr2O72-废水用硫亚铁铵[FeSO4·(NH42SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。
该沉淀干燥后得到nmolFeO·FeyCrxO3。
不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是A.消耗硫酸亚铁铵的物质量为n(2-xmolB.处理废水中Cr2O72-nx的物质量为mol2C.反应中发生转移的电子数为3nxmolD.在FeO·FeyCrxO3中3x=y2.(2011上海18)氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。
下列反应与Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是duoxuanA.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑C.2F2+2H2O=4HF+O2江苏卷)(2010江苏卷)3.下列说法不正确的是.A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加B.常温下,反应C(s+CO2(g=2CO(g不能自发进行,则该反应的∆H>0C.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率D.相同条件下,溶液中Fe、Cu、Zn2+的氧化性依次减弱4.(2011上海24)雄黄(As4S4和雌黄(As2S3是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生。
根据题意完成下列填空:
(1)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。
若As2S3和SnCl2正好完全反应,As2S3和SnCl2的物质的量之比为
(2)上述反应中的氧化剂是。
,反应产生的气体可用—B.4Fe(OH2+O2+2H2O=4Fe(OH3D.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑3+2+吸收。
(3)As2S3和HNO3有如下反应:
As2S3+10H++10NO3=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O若生成2molH3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为在(填“正极”或“负极”)附近逸出。
(4)若反应产物NO2与11.2LO2(标准状况)混合后用水吸收全部转化成浓HNO3,然后与过量的碳反应,所产生的CO2的量a.小于0.5mol(选填编号)。
b.等于0.5mol-。
若将该反应设计成一原电池,则NO2应该c.大于0.5mold.无法确定1解析:
由铬元素守恒知废水中Cr2O72nxnx的物质量为mo,反应中发生转移的电子数为6×mo=3nxmol。
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教学学案由得失电子守恒知y=3x,而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×(1+y)mol=n(3x+1mol,因此选项A是错误的。
答案:
A2解析:
反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中,水既非氧化剂又非还原剂。
A中水既非氧化剂又非还原剂;B中水既非氧化剂又非还原剂;C中水还原剂;D中水作氧化剂。
答案:
CD3【答案】AC【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。
项,A铅蓄电池在放电过程中,负极反应为其质量在增加;B项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D项,题选AC项。
4解析:
(1)根据电子得失守恒知1molAs2S3作氧化剂得到2mol电子,而1molSnCl2作还原剂失去2mol电子,所以二者的物质的量之比是1:
1;
(2)H2S是还原性气体可用碱液吸收或硫酸铜溶液吸收;(3)As2S3作还原剂,转移电子的个数是2×(5-3)+3×(0+2)=10。
NO2属于还原产物,在正极生成;(4)根据电子守恒可知生成CO2的量是0.5mol×4/4=0.5mol,但考虑到随着反应到进行,硝酸的浓度会降低而稀硝酸不与碳反应。
答案:
(1)1:
1
(2)As2S3(3)10mol(4)a氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液正极可知Fe的氧化性大于Cu,综上分析可知,本3+2+7